《HFSS电磁仿真设计应用详解》源代码

内容简介

《HFSS电磁仿真设计应用详解》是一本注重工程实践的HFSS电磁仿真设计教程，全书共14章，前8章全面介绍了HFSS的设计流程、各种设计功能和具体使用操作。后6章主要通过实际工程设计实例讲解HFSS在微波器件设计、天线设计、天线阵分析设计、高速数字信号完整性分析、谐振腔分析设计和SAR计算等方面的具体应用。本书体系完整、可读性和工程应用性强，适合AnsoftHFSS初学者学习参考和具有一定HFSS使用基础的读者学习提高，也可供高等院校、研究院所、公司企业等从事微波射频、电子通信领域的工程技术人员参阅。

目录

• 第1章HFSS概述1
• 1.1HFSS简介1
• 1.2启动HFSS3
• 1.3设置HFSS工程文件的默认路径4
• 1.4HFSS设计流程4
• 第2章入门实例——T形波导的内场分析和优化设计6
• 2.1设计概述6
• 2.2T形波导内场分析7
• 2.2.1新建工程设置7
• 2.2.2创建T形波导模型8
• 2.2.3分析求解设置15
• 2.2.4查看分析计算结果17
• 2.2.5保存设计并退出HFSS21
• 2.3T形波导的优化分析21
• 2.3.1新建一个优化设计工程21
• 2.3.2参数扫描分析设置和仿真分析21
• 2.3.3查看参数扫描分析结果25
• 2.3.4优化设计27
• 2.3.5查看优化结果29
• 2.3.6保存并退出HFSS30
• 第3章HFSS工作界面31
• 3.1HFSS工作界面31
• 3.1.1主菜单栏32
• 3.1.2工具栏40
• 3.1.3工程管理窗口41
• 3.1.4属性窗口42
• 3.1.5三维模型窗口42
• 3.1.6信息管理窗口42
• 3.1.7进程窗口43
• 3.1.8状态栏43
• 3.2栅格显示和栅格平面43
• 3.3显示坐标系44
• 第4章HFSS中的建模操作45
• 4.1创建长方体模型45
• 4.1.1创建长方体模型的操作步骤46
• 4.1.2物体“属性”对话框的详细解释48
• 4.2HFSS中的基本模型及其创建49
• 4.2.1鼠标光标的移动模式49
• 4.2.2捕捉模式(SnapMode)50
• 4.2.3物体的基本模型51
• 4.3物体的材料属性54
• 4.3.1编辑物体材料库55
• 4.3.2设置物体模型的材料56
• 4.4改变视图57
• 4.4.1改变视图的操作命令57
• 4.4.2显示和隐藏物体模型58
• 4.5选择操作59
• 4.5.1选择模式59
• 4.5.2选择操作60
• 4.5.3多重选择61
• 4.6物体模型的几何变换61
• 4.7物体模型的布尔运算操作64
• 4.8HFSS中的坐标系66
• 4.8.1相对坐标系67
• 4.8.2面坐标系68
• 4.9建模相关选项的设置69
• 第5章边界条件和激励72
• 5.1概述72
• 5.2边界条件的类型和设置73
• 5.2.1理想导体边界条件73
• 5.2.2理想磁边界条件74
• 5.2.3有限导体边界条件76
• 5.2.4辐射边界条件77
• 5.2.5对称边界条件78
• 5.2.6阻抗边界条件80
• 5.2.7集总RLC边界条件82
• 5.2.8分层阻抗边界条件83
• 5.2.9无限地平面边界条件84
• 5.2.10主从边界条件84
• 5.2.11理想匹配层87
• 5.3激励的类型和设置87
• 5.3.1波端口激励88
• 5.3.2波端口激励的设置步骤90
• 5.3.3集总端口激励95
• 5.3.4Floquet端口激励98
• 5.3.5入射波激励98
• 5.3.6电压源激励99
• 5.3.7电流源激励100
• 5.3.8磁偏置激励100
• 第6章HFSS网格剖分和分析设置101
• 6.1求解类型101
• 6.2自适应网格剖分102
• 6.2.1收敛标准102
• 6.2.2收敛精度104
• 6.2.3自适应网格剖分频率的选择104
• 6.3求解设置105
• 6.3.1添加和定义求解设置105
• 6.3.2修改和删除已添加的求解设置109
• 6.4扫频分析110
• 6.4.1扫频类型110
• 6.4.2添加和定义扫频设置111
• 6.4.3修改和删除已添加的扫频项114
• 6.5设计检查和运行仿真分析114
• 6.5.1设计检查115
• 6.5.2运行仿真分析115
• 第7章HFSS中的变量和Optimetrics117
• 7.1变量117
• 7.1.1变量类型117
• 7.1.2变量定义118
• 7.1.3添加、删除和使用变量120
• 7.2Optimetrics模块功能简介123
• 7.3参数扫描分析123
• 7.4优化设计124
• 7.4.1初始设计125
• 7.4.2添加优化变量125
• 7.4.3构造目标函数125
• 7.4.4优化算法127
• 7.5调谐分析130
• 7.6灵敏度分析130
• 7.7统计分析131
• 7.8Optimetrics应用实例131
• 7.8.1定义变量132
• 7.8.2参数扫描分析举例134
• 7.8.3优化设计举例137
• 7.8.4调谐分析举例142
• 7.8.5灵敏度分析举例144
• 7.8.6统计分析举例146
• 第8章HFSS的数据后处理149
• 8.1求解信息数据149
• 8.2数值结果151
• 8.2.1数值结果的显示方式151
• 8.2.2数值结果的类型152
• 8.2.3输出变量153
• 8.2.4查看数值结果的操作步骤154
• 8.2.5编辑图形显示结果报告156
• 8.3场分布图157
• 8.3.1绘制场分布图的操作步骤159
• 8.3.2场分布图的动态演示159
• 8.4天线辐射问题的后处理161
• 8.4.1定义远区场辐射表面162
• 8.4.2天线方向图163
• 8.4.3天线参数166
• 8.4.4HFSS中天线阵的处理169
• 第9章HFSS环形定向耦合器设计实例173
• 9.1环形定向耦合器简介174
• 9.2使用HFSS设计环形定向耦合器概述174
• 9.2.1耦合器的理论计算174
• 9.2.2HFSS设计简介175
• 9.2.3HFSS设计环境概述175
• 9.3新建HFSS工程176
• 9.4创建环形定向耦合器模型176
• 9.4.1设置默认的长度单位176
• 9.4.2建模相关选项设置177
• 9.4.3定义变量length177
• 9.4.4添加新材料178
• 9.4.5创建带状线介质层模型180
• 9.4.6创建带状线金属层模型181
• 9.5分配边界条件和激励184
• 9.6求解设置187
• 9.6.1求解设置187
• 9.6.2扫频设置187
• 9.7设计检查和运行仿真分析189
• 9.8查看仿真分析结果189
• 9.8.1查看S参数扫频结果189
• 9.8.2查看4GHz频点的S矩阵190
• 9.9结果讨论191
• 9.9.1重新仿真验证S矩阵结果192
• 9.9.2使用端口平移功能验证S矩阵结果193
• 9.10保存并退出HFSS194
• 第10章HFSS微带天线设计实例195
• 10.1微带天线简介195
• 10.2设计指标和天线几何结构参数计算198
• 10.3HFSS设计和建模概述199
• 10.3.1微带天线建模概述199
• 10.3.2HFSS设计环境概述200
• 10.4新建HFSS工程200
• 10.5创建微带天线模型201
• 10.5.1设置默认的长度单位201
• 10.5.2建模相关选项设置201
• 10.5.3创建参考地201
• 10.5.4创建介质板层203
• 10.5.5创建微带贴片204
• 10.5.6创建同轴馈线的内芯205
• 10.5.7创建信号传输端口面206
• 10.5.8创建辐射边界表面207
• 10.6设置激励端口208
• 10.7添加和使用变量210
• 10.7.1添加设计变量210
• 10.7.2在模型中使用变量210
• 10.8求解设置211
• 10.8.1求解设置212
• 10.8.2扫频设置212
• 10.9设计检查和运行仿真分析213
• 10.10查看天线谐振点213
• 10.11优化设计214
• 10.11.1参数扫描分析215
• 10.11.2优化设计216
• 10.12查看优化后的天线性能219
• 10.12.1查看S11参数219
• 10.12.2查看S11参数的Smith圆图结果220
• 10.12.3查看电压驻波比221
• 10.12.4查看天线的三维增益方向图221
• 10.12.5查看平面方向图223
• 10.12.6其他天线参数223
• 10.13讨论225
• 第11章HFSS阵列天线分析226
• 11.1HFSS设计概述226
• 11.1.1阵元模型227
• 11.1.2HFSS设计环境概述228
• 11.2新建工程228
• 11.3创建阵元模型229
• 11.3.1设置默认的长度单位229
• 11.3.2建模相关选项设置229
• 11.3.3创建波导阵元230
• 11.3.4创建阵元外的自由空间模型231
• 11.4分配边界条件和激励232
• 11.4.1设置AirBox左右两侧表面为主从边界条件232
• 11.4.2设置AirBox前后表面为主从边界条件235
• 11.4.3为阵元波导底面分配波端口激励235
• 11.4.4为AirBox上表面分配Floquet端口激励235
• 11.5求解设置237
• 11.6设计检查和运行仿真分析238
• 11.7查看仿真分析结果239
• 11.7.1定义辐射表面239
• 11.7.2查看天线阵元场强方向图240
• 11.7.3查看天线阵列场强方向图241
• 11.8保存并退出HFSS243
• 第12章HFSS差分信号分析实例244
• 12.1HFSS设计概述244
• 12.1.1HFSS求解类型和建模简述245
• 12.1.2求解频率和扫频设置246
• 12.1.3HFSS设计环境概述246
• 12.2新建工程246
• 12.3创建带状线差分对模型247
• 12.3.1设置默认的长度单位247
• 12.3.2建模相关选项设置247
• 12.3.3创建差分信号线模型248
• 12.3.4创建FR4介质层250
• 12.3.5添加和使用变量251
• 12.4分配端口激励252
• 12.4.1创建波端口激励表面253
• 12.4.2分配波端口激励254
• 12.4.3设置差分信号线255
• 12.4.4端口平移256
• 12.5求解设置256
• 12.5.1求解频率设置256
• 12.5.2扫频设置257
• 12.6设计检查和运行仿真分析259
• 12.7数据后处理259
• 12.7.1差模信号和共模信号的S参数扫频分析结果259
• 12.7.2端口的差模阻抗和共模阻抗260
• 12.7.3端口处差模信号和共模信号的电场分布261
• 12.8参数扫描分析263
• 12.8.1添加扫描参数设置264
• 12.8.2运行仿真计算264
• 12.8.3结果分析265
• 12.9保存并退出HFSS266
• 第13章HFSS谐振腔体分析实例267
• 13.1圆柱形腔体谐振器简介267
• 13.2HFSS设计概述269
• 13.2.1HFSS建模和求解简介269
• 13.2.2HFSS设计环境概述270
• 13.3新建工程270
• 13.4创建圆形谐振腔模型271
• 13.4.1设置默认的长度单位271
• 13.4.2建模相关选项设置271
• 13.4.3定义设计变量272
• 13.4.4创建圆形谐振腔体模型272
• 13.5边界条件和激励273
• 13.6求解设置274
• 13.7设计检查和运行仿真分析275
• 13.8结果分析275
• 13.8.1谐振频率和品质因数Q275
• 13.8.2腔体内部电磁场的分布276
• 13.9参数扫描分析280
• 13.9.1创建介质圆柱体280
• 13.9.2添加参数扫描分析设置281
• 13.9.3运行参数扫描分析282
• 13.9.4参数扫描分析结果282
• 13.10保存并退出HFSS283
• 第14章HFSS计算SAR工程实例284
• 14.1设计背景284
• 14.2HFSS设计概述285
• 14.2.1建模概述286
• 14.2.2HFSS设计环境概述286
• 14.3新建工程286
• 14.3.1运行HFSS并新建工程286
• 14.3.2设置求解类型286
• 14.3.3设置默认的长度单位287
• 14.3.4建模相关选项设置287
• 14.4创建偶极子天线模型288
• 14.4.1创建相对坐标系288
• 14.4.2创建偶极子天线模型289
• 14.4.3给偶极子天线分配集总端口激励291
• 14.5创建外壳和脑组织液模型293
• 14.5.1创建第一个球体293
• 14.5.2创建第二个球体295
• 14.5.3生成外壳和脑组织液模型296
• 14.6创建SAR的计算线297
• 14.7分配辐射边界条件298
• 14.8求解设置299
• 14.9设计检查和运行仿真分析300
• 14.10查看分析结果300
• 14.10.1SAR计算结果300
• 14.10.2BrainFluid模型内部的电场分布301
• 14.11保存并退出HFSS301
• 附录HFSS中的快捷键302